分層實體造型(LaminatedObjectManufacturing，簡稱LOM)是將薄膜材料逐層激光切割成所需形狀，然后疊加在一起的造形方法。LOM是一種快速成形新工藝。它將傳統(tǒng)的“去除”加工法改變?yōu)椤霸黾印奔庸しāOM技術(shù)綜合了計算機輔助設計、激光、光化學和高分子聚合物等多種技術(shù)。其基本原理是，首先根據(jù)產(chǎn)品設計圖紙或“反求”法得到一系列橫截面，用數(shù)控激光束按每一層的輪廓線對紙或其它片材進行加工并疊加，直至完成整個制件。LOM技術(shù)無需機械加工或任何模具，直接從CAD模型生成復雜形狀的制件，因而產(chǎn)品研制周期縮短，生產(chǎn)率提高，生產(chǎn)成本降低［1～3］。
應用LOM技術(shù)制備工程陶瓷件，首先要制備陶瓷片生坯，然后加工成形為復雜陶瓷件生坯，再脫脂燒結(jié)，最后得到復雜陶瓷件。美國對LOM技術(shù)進行的研究較多［4～6］。
目前，制備LOM技術(shù)用的陶瓷片的方法主要是流延法和擠出法［7］。本實驗采用擠出法制備的Al2O3和SiC陶瓷片生坯，厚度為0.2mm，有機物載體為低密度聚乙烯。
1實驗
1.1陶瓷片制備
將2μmAl2O3粉末和LDPE顆粒按重量比80∶20混合在一起。將混合物裝入Haake-RC90系統(tǒng)雙螺桿擠出機，造粒，擠片。同樣的方法制備SiC陶瓷片坯件。
1.2流變性能研究
在Haake-RC90系統(tǒng)上比較不同陶瓷粉體積含量的流變性能。
討論相同體積含量條件下，粉末粒度和溫度對流變性能的影響。
1.3產(chǎn)物分析
空氣中，對陶瓷片生坯進行TG-DTA熱分析。并對產(chǎn)物進行了SEM微觀組織分析。
2結(jié)果與討論
2.1流變性能分析
不同Al2O3含量的混合物的流變曲線是相似的，都呈現(xiàn)出假塑性體特征。圖3a為463K條件下，不同Al2O3含量的混合物的剪切應力與剪切應變曲線。剪切應力τ隨剪切應變γ′的增加而增加，兩者的對數(shù)為線性關(guān)系，滿足關(guān)系式：
τ=cγ′n=ηappγ′(1)
式中c和n為常數(shù)。表觀粘度ηapp可以表示為：
ηapp=τ/γ′=cγ′n-1(2)
4結(jié)論
采用擠出法制備了用于LOM技術(shù)的Al2O3和SiC陶瓷片坯件，厚度為0.2mm。對于2μmAl2O3粉，陶瓷含量為75wt%(42vol%)，脫脂關(guān)鍵溫度區(qū)間為245～375℃。對于5μmSiC粉末，陶瓷含量為75wt%(47vol%)，脫脂關(guān)鍵溫度區(qū)間為421～500℃。 |
